高中物理鲁科版选修32 课件+对点练习+题组训练：第五

力传感器的应用
1．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图5－2、3－5甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是()
图5－2、3－5
A．0～t1时间内，升降机一定匀速运动
B．0～t1时间内，升降机可能减速上升
C．t1～t2时间内，升降机可能匀速上升
D．t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升
答案 B
解析在0～t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动，故A选项错误，B选项正确；t1～t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故不可能做匀速运动或匀加速运动，C、D两项都错．
温度传感器的应用
2．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是()
A．生物传感器B．红外传感器
C．温度传感器D．压力传感器
答案 C
3．如图5－2、3－6所示是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是()
图5－2、3－6
A．常温时上下触点是接触的
B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲
C．原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下调一些
D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些
答案ABD
解析常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源，切断温度要升高则应使调温旋钮下移一些，A、B、D对，C错．
光传感器的应用
4．如图5－2、3－7所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是()
图5－2、3－7
A．严重污染时，LDR是高电阻
B．轻度污染时，LDR是高电阻
C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定
D．该仪器的使用不会因为白天和晚上受到影响
答案 A
解析严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A对，B错；LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C错；白天和晚上自然光强弱不同，或多或少会影响LDR的电阻，D
错.
(时间：60分钟)
题组一 力传感器的应用
1．电子秤使用的是( )
A ．超声波传感器
B ．压力传感器
C ．温度传感器
D ．红外传感器
答案 B
2．如图5－2、3－8所示，两块水平放置的金属板距离为d ，
用导线、电键K 与一个n 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B 中．两板间放一台小型压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m 、电荷量为＋q 的小球．K 断开时传感器上有示数，K 闭合时传感器上恰好无示数．则线圈中的磁场B 的变化情况和磁通量变化率分别是( )
图5－2、3－8
A ．正在增加，ΔΦΔt
＝mgd q B ．正在减弱，ΔΦΔt
＝mgd nq C ．正在减弱，ΔΦΔt
＝mgd q D ．正在增加，ΔΦΔt
＝mgd nq 答案 D
解析 K 闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的电场力，且电场力
大小等于重力，由楞次定律可判断磁场B 正在增强，根据法拉第电磁感应定律E ＝n
ΔΦ
Δt ＝U ，又q ·U d ＝mg 得ΔΦΔt
＝mgd nq ，故D 正确． 3．利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小．实验时，把图5－2、3－9甲中的小球举高到绳子的悬点O 处，然后让小球自由下落．用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间的变化图线如图乙所示．根据图线所提供的信息，以下判断正确的是( )
图5－2、3－9
A ．t 2时刻小球所处位置是运动中最高点
B ．t 1～t 2期间小球速度先增大后减小
C ．t 3时刻小球动能最小
D ．t 2与t 5时刻小球速度大小不同
答案 B
解析
小球下落的轨迹展开图如图所示，B 处为绳子原长处，C 处为小球重力与绳上拉力相等处，D 处为小球下落的最低点，在F －t 图中，0～t 1小球在OB 间下落，t 1～t 2小球在BD 间下落，t 2～t 3小球由D 回到B 处，t 3～t 4小球在BO 间上升，而后下落至B 点．由F －t 图知，小球在t 2时刻下落到最大距离，然后最大距离在逐渐减小，由
以上分析知，小球的最大速度出现在C点，对应于t1～t2之间，A错，B对；小球动能最小出现在t2时刻或t3～t4间某时刻，C错误；t2和t5分别对应小球先后两次下落过程中经过最低点的时刻，速度大小为零，D错误．正确选项为B.
题组二温度传感器的应用
4．在防治“非典”期间，在机场、车站等交通出入口，使用了红外线热像仪，红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过它时的发热病人，从而可以有效控制疫情的传播．关于红外线热像仪，下列说法正确的是()
A．选择红外线进行检测，主要是因为红外线光子能量小，可以节约能量
B．红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测
C．红外线热像仪同时还具有杀菌作用
D．一切物体都能发射红外线，而且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同
答案 D
解析红外线热像仪是根据物体发射的红外线的频率和强度不同而工作的，故D 正确．
5.
图5－2、3－10
如图5－2、3－10所示，R t为正温度系数热敏电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是()
A．热敏电阻温度升高，其他条件不变
B．热敏电阻温度降低，其他条件不变
C．光照增强，其他条件不变
D．光照减弱，其他条件不变
答案BD
解析 电压表示数变大，而R 3为定值电阻，说明流经R 3的电流增大，由电路结构可知，这可能是由于R t 减小或R 1增大，由热敏电阻和光敏电阻特性知，可能是由于温度降低或光照减弱，故B 、D 正确，A 、C 错误．
6．如图5－2、3－11甲所示，为在温度为10 ℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R 1＝20 k Ω，R 2＝10 k Ω，R 3＝40 k Ω，R t 为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当a 、b 端电压U ab ＜0时，电压鉴别器会令开关S 接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当U ab ＞0时，电压鉴别器会令开关S 断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在________℃.
图5－2、3－11
答案 32
解析 本题考查了自动恒温箱的原理，抓住U ab ＝0的临界状态进行研究．设电
路路端电压为U ，当U ab ＝0时，有U R 1＋R 2R 1＝U R 3＋R t
·R 3，解得R t ＝20 k Ω. 由题图可知，当R t ＝20 k Ω时，t ＝32 ℃.
题组三 光传感器的应用
7．在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是( )
A ．光传感器
B ．温度传感器
C ．声传感器
D ．压力传感器
答案 A
解析 在电梯门口放置一障碍物，电梯门不停地开关，说明电梯门口有一个光传
感器，故A 选项正确．
8．街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( )
A ．压敏性
B ．光敏性
C ．热敏性
D ．三种特性都利用
答案 B 9.
图5－2、3－12
如图5－2、3－12所示，为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图．A 为光源，B 为光电接收器，A 、B 均固定在车身上，C 为小车的车轮，D 为与C 同轴相连的齿轮．车轮转动时，A 发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B 接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示．若实验显示单位时间内脉冲数为n ，累计脉冲数为N ，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和数据是________________；小车速度的表达式为v ＝________；行程的表达式为s ＝________．
答案 车轮的半径R 和齿轮齿数P 2πRn P 2πRN P
解析 根据速度的意义和车正常行驶的情况，应有v ＝2πRf ，其中R 为车轮的半径，f 为单位时间内车轮转过的
圈数；若车轮的齿数为P ，则转一圈应有P 个脉冲被B 接收到，因此有f ＝n P
，代入上式，有v ＝2πRn P
. 同样，根据行程的意义，应有s ＝2πRf ，其中f 为整个行程中车轮转过的圈数；
而f ＝N P ，所以s ＝2πRN P
.可见，还必须测量的物理量和数据是车轮的半径R 和齿轮齿数P ，速度和行程的表达式如上面两式所示．
10．如图5－2、3－13所示，是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意
图．门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)．经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态．门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压U R2与门关闭时相比()
图5－2、3－13
A．红灯亮，U R2变大B．绿灯亮，U R2变大
C．绿灯亮，U R2变小D．红灯亮，U R2变小
答案 D
解析门打开R3减小，导致R总减小和I总增加，U r和U R1变大，U R2＝E－(U R1
增加，电磁继电器磁性增强把衔铁拉下，红灯亮，绿灯灭，＋U r)减小，I R3＝I总－U R2
R2
A、B、C均错误，D正确．。